CARBON- UND TEXTILBETONTAGE - UND 27. SEPTEMBER 2017 DRESDEN TAGUNGSBAND
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9 . C A R B O N - UND
TEXTILBETONTAGE
26. UND 27.
SEPTEMBER 2017
DRESDEN
TAGUNGSBAND
Man muß etwas Neues machen,
um etwas Neues zu sehen.
Georg Christoph Lichtenberg
(1742–1799), deutscher Naturwissenschaftler, Schriftsteller und Philosoph
Sudelbücher, Heft J (1770)
Inhalt
Vorwort ...................................................................... 6 Textilbewehrte Mörtelbandage für die dauerhafte V4.7 – C³-Planungstool – Variantenkonfiguration
Grußwort .................................................................... 8 Instandsetzung von Rissen im Dach des im visualisierten Raum ........................................ 134
Aachener Doms .................................................... 68 V4.9 – Instandsetzung von Stahlbetonbauwerken
Das Programm-Komitee ............................................10
Textile Bewehrungskonstruktionen .......................... 70 durch dünne C³-Schichten .................................. 136
Im FOKUS 13 Verbundverhalten von Carbonstäben ....................... 72 V4.11 – TISC³ und numerische Simulation.............. 138
Der TUDALIT® -Verband .....................................14 Verkleidung der höchsten Brückenpfeiler der V4.12 – Carbonbeton zur fugenlosen Instand-
Das C 3 -Projekt ....................................................16 Welt mit Textilbeton ...............................................74 setzung geschädigter Betonfahrbahndecken ..... 140
Zur Nachbehandlung von Carbonbeton .................... 76 V4.13 – Heating Tool.................................................142
VORTRÄGE TUDALIT 19
Entwicklung neuartiger textiler Flächengebilde für V-I.1 – Studie zu Möglichkeiten der Beschleunigung
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen für impaktresistente Textilbetonkonstruktionen ........ 78 von Regelwerksetzung und Genehmigungs-
Sandwichwände und Fertigteilgaragen ................ 20 verfahren am Beispiel Carbonbeton –
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen für VORTRÄGE C3 81 CarbonSpeed ...................................................... 146
Sandwichwände und Modulbauten ...................... 22 V-I.2 – Hochmodulige Carbonfasern auf Pechbasis
B2 – Normalfeste und hochfeste Carbonbetone –
Bemessungskonzepte für Neubauteile aus Zusammensetzung und Eigenschaften ................ 82 für schlaff bewehrte Biegebauteile .................... 148
Carbonbeton ......................................................... 24 V-I.3 – Carbonstrukturen zur Betonbewehrung ...... 150
Cube – Ergebnishaus des C³-Projektes (Cube) ........ 84
Carbonbeton im kathodischen Korrosionsschutz – V-I.4 – Interaktion mit hochfrequenter
E – Qualitätssicherung von Carbonbeton ................ 86
Anspruch, Entwicklung und Umsetzung ................ 26 elektromagnetischer Strahlung............................152
V1.1 – Herstellprozesse von Carbonbeton –
Carbonbeton in der Betoninstandsetzung ................ 28 V-I.5 – Entwicklung von Betonimplantaten
Forschungsschwerpunkte und neue
Carbonbewehrter Beton in extremer Geometrie .... 30 Entwicklungen ...................................................... 88 für den Einsatz in dünnwandigen
DUCON - Mikrobewehrter Hochleistungsbeton, Carbonbetonfassadenelementen ....................... 154
V1.2 – NORMalität für Carbonbeton ......................... 90
Technologie und Anwendung ............................... 34 V-I.6 – Brückenkappen mit Carbonbewehrung....... 156
V1.3 – Effekte auf die menschliche Gesundheit bei
Effiziente Fertigung von textilbewehrtem mechanischer Bearbeitung von Carbonbeton ...... 92 V-I.10 – Concrete-Infusion.Injection.Prepeg ........... 158
Beton durch positionsgenaue, hybride V-I.11 – Carbonbetonstab ........................................ 160
V1.5 – Abbruch, Rückbau und Recycling
Bewehrungsstrukturen ......................................... 36
von C³-Bauteilen ................................................... 94 V-I.12 – Applikation von Abstandhaltern auf
Entwicklung von Spritzbetonen für die Bewehrungsgelege ............................................. 162
V2.1 – Dauerstandverhalten von Carbonbeton ......... 96
Instandsetzung mit Carbonbeton ......................... 38
V2.3 – Brandbeständigkeit ........................................ 98 W – Wirtschaftlichkeit............................................. 164
Erste Straßenbrücke aus Carbonbeton..................... 40
V2.4 – Alternative Fasermaterialien
Fortschritte bei der Bewehrung der NEUE VORHABEN C3 167
für neue Bewehrungsstrukturen......................... 100
Basaltfaserapplikationen in Beton ........................ 42 V4.14 – InteF (Heizen) ............................................. 168
V2.6 – Anorganisch gebundene Bewehrung .......... 102
Funktionsintegrierte Bauteile aus V4.15 – Anforderungen an marktreife anorganisch
Carbonbeton (autartec ®) ...................................... 44 V2.7 – Gesamtkonzept Verstärkung........................ 104
gebundene Carbonbetonbewehrungselemente 170
Gestickte Bewehrungen ........................................... 46 V2.9 – Modulare Bausysteme Ingenieurbau .......... 106
V4.16 – Neuartiges Strangziehverfahren zur
Große schwimmende Betonstrukturen V2.11 – Umweltverträglichkeit von C 3 .................... 108 effizienten Herstellung von Hochleistungs-
im aggressiven Wasser......................................... 48 V4.1 – Multiaxiale Garnablage ..................................110 CFK-Bewehrungssystemen .................................172
Herstellung von leichten tragenden Decken- V4.2 – Vorgespannter Carbonbeton .........................112 V4.17 – Automatisiertes C³-Doppelwandsystem ....174
elementen aus textilbewehrtem Beton V4.4 – Alternative Bindemittel ................................114 V4.18 – Mit Carbon im sofortigen Verbund
für das Bauen im Bestand..................................... 50 vorgespannte (Halb-)Fertigteile ...........................176
V4.5 – Faseroptische Sensorik zur Zustands-
Konzepte für die Anwendung von Textilbeton überwachung von C³-Bauwerksstrukturen .........116 V4.19 – Carbonbewehrte Parkhausdeckenplatten...178
im Fertigteilbau ..................................................... 52
V-I.13 – Branchenübergreifender Einsatz von
Maschinelle Applikation von TUDALIT-Feinbeton.... 54 POSTER-PRÄSENTATIONEN C3 119 recycelten Carbonfasern aus C³-Bauteilen ......... 180
Materialmodellierung von Carbonbeton mit V2.2 – Dauerhaftigkeit von C³-Bemessungskonzept, V-I.14 – Querkraftbemessung für Carbonbeton
Mesomodellen für Verbundwerkstoffe ............... 56 Nachweisverfahren, Prüfmethoden.....................120 nach neuem Eurocode 2 ..................................... 182
Materialeffiziente Deckenelemente V2.5 – Erarbeitung beanspruchungsgerechter V-I.15 – Neuartige Aufbereitungsverfahren
aus Carbonbeton ................................................... 58 Carbon-Bewehrungsstrukturen und für das Carbonbetonrecycling (InnoC³ycle) ........ 184
Neue praktische Anwendung von Carbonbeton zur Carbon-Bewehrungsstäbe ...................................122 Übersicht der C 3 -Partner ........................................ 188
Bauteilverstärkung und zur Rissweiten- V2.10 – Nachhaltigkeitsbewertung Impressum .............................................................. 193
minimierung – Praxisberichte ............................... 60 von Carbonbeton..................................................124
Notizen ................................................................... 194
Sandwichelemente der Zukunft – Elemente mit V3.2 – Gesundheits- und Arbeitsschutz ..................126
zwei dünnen Deckschichten ................................. 62
V3.3 – C³2Market .....................................................128
Sichtbeton – leicht gemacht ..................................... 64
V3.4 – Mechanische Verankerung .......................... 130
Textilbeton aus Sicht der Planungspraxis ................. 66
V4.6 – Energiespeichernder Carbonbeton ...............132
INITIIERT DURCH GEFÖRDERT VOM
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CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Ministerialrat
Hans-Peter Hiepe Vorwort Material mit Potential
„Wir haben es geschafft, Beteiligte unter- Die Vision lautet nach wie vor: Spätestens in
schiedlichster Branchen und Disziplinen an zehn Jahren soll Carbonbeton zum Massen-
einen Tisch zu bekommen. Es treffen Leute produkt werden. Auf diesem anspruchsvollen
zusammen, die sich sonst nicht begegnen Weg hat das Konsortium bereits in den ersten
würden, selbst Konkurrenten sitzen an einem Jahren viel erreicht. Unter der Vielzahl an Aus-
Tisch. Diese Form von Grenzüberschreitung zeichnungen war der Deutsche Zukunftspreis
war nur im Rahmen von Zwanzig20 möglich.“ des Bundespräsidenten sicherlich der wich-
Manfred Curbach sagte dies in einem Inter- tigste. Über den Erfolg einer Innovation ent-
view mit unserem Magazin „Unternehmen scheidet letztendlich aber immer der Markt.
Region“ und ich habe mich sehr darüber ge- Auf der anspruchsvollen Agenda des Konsor-
freut. Denn diese Grenzüberschreitung war tiums stehen in den nächsten Jahren noch
ein wichtiges Ziel, welches wir mit dem För- aufwändige Genehmigungsverfahren und eine
derprogramm Zwanzig20 erreichen wollten. flächendeckende Zulassung von Carbonbeton
Neugierig und offen zu sein, nicht nur für die als Baustoff. Wenn all diese Hürden überwun-
eigene Branche und die Experten, die man den sind, kann dieser faszinierende Baustoff
schon immer kennt, sondern für ganz neue endlich zeigen, was in ihm steckt. Diesen Zei-
Partner. Bei C³ – Carbon Concrete Composite ten sehe ich mit Spannung und Neugier ent-
gelingt dies aus meiner Sicht vorbildlich. gegen.
Das Konsortium hat sich seit seinem Start ra- Ich wünsche dem Konsortium C³ viel Erfolg
sant entwickelt, mittlerweile arbeiten über 170 und werde es auch in Zukunft mit großem In-
Partner zusammen, um Carbonbeton im Markt teresse begleiten.
als neuen Werkstoff zu etablieren. Damit ist ei-
nes der weltweit größten Bauforschungspro-
jekte entstanden. Noch nie sind die Kräfte bei
diesem innovativen Baustoff so konsequent
und professionell gebündelt worden. Als 2013
die vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF) berufene Jury das Kon-
sortium C³ für die Förderung vorschlug, war
allen die Dimension der Aufgabe, der sich
das Konsortium stellte, bewusst. Es ging um
nichts weniger, als einen etablierten Baustoff
in einer als eher konservativ geltenden Bran-
che zu ersetzen. Alle Beteiligten, in der Jury,
im BMBF und natürlich beim Konsortium C³
selbst, waren aber gleichzeitig fasziniert von
diesem Baustoff. Leicht, filigran, elegant, aber
auch tragfähig, belastbar und widerstandsfä- Ministerialrat Hans-Peter Hiepe
hig. Und noch dazu nachhaltiger und umwelt- Bundesministerium
schonender in der Herstellung als Stahlbeton. für Bildung und Forschung
6 Foto © Bundesministerium für Bildung und Forschung/Unternehmen Region/Thilo Schoch 7
CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Peter Offermann (links) und
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach Grußwort Bauforschung trifft auf Baupraxis
Die Konferenz des C³ – Carbon Concrete gemeinsam Anwendungen und Entwicklungen
Composite e. V. und die bereits achtmal durch- von Textilbeton fördern und somit einen ent-
geführte Anwendertagung des TUDALIT e. V. scheidenden Beitrag zur Beschleunigung des
bilden die Grundlage für ein kompaktes Ver- Wissenstransfers auf diesem Gebiet leisten.
anstaltungsformat, die 9. Carbon- und Textil-
betontage. Die Vorteile dieser „Fusion“ liegen Diese Aufgabe erfordert Ausdauer. Durch die
dabei auf der Hand: Bauforschung trifft auf vorbildliche Zusammenarbeit aller Partner
Baupraxis und das im interdisziplinären Kon- der gesamten Wertschöpfungskette – vom
text. Damit sind wir in der Lage, Ihnen in zwei Carbongarnhersteller bis zum bauausfüh-
Tagen sowohl den aktuellen Stand der Arbeits- renden Unternehmen, konnten bereits zahl-
ergebnisse des im Rahmen des Programmes reiche Anwendungen realisiert und erste
Zwanzig20 vom Bundesministerium für Bil- bauaufsichtliche Zulassungen erteilt werden:
dung und Forschung geförderten C³-Projektes Verstärkungen von Stahlbetonbauwerken,
vorzustellen, als auch über zahlreiche Anwen- Fassadenplatten und Sandwich-Fertigteile,
dungen von Carbon- und Textilbeton anhand Fußgängerbrücken, Schalentragwerke u. v. a.
praktischer Beispiele zu informieren und mit Die Dynamik der Carbon- und Textilbetonlö-
Ihnen intensive Fachgespräche zu führen. sungen für neues Bauen nimmt deutlich zu.
Dabei wird der Erfolg wesentlich von der
Auch wenn wir noch am Anfang einer Revo- Wirtschaftlichkeit dominiert sein: Ressource-
lution im Bauwesen stehen, so fehlt es uns neinsparung und CO2-Bilanz, optimale Ferti-
nicht an Tatkraft in unserem gemeinsamen Vor- gungsprozesse und Bauausführungen sowie
haben, Carbon- und Textilbeton erfolgreich auf flexible und digitalisierte Bauverfahren.
dem Markt zu etablieren und eine konkurrenz-
fähige Alternative zu bestehenden Baustoffen Freuen Sie sich auf über 50 Vorträge, 30 Pos-
einzuführen. Es ist ein langwieriger Weg, aber terpräsentationen, zahlreiche Aussteller, die
es ist ein Weg, den wir nicht allein beschreiten. die neusten Erkenntnisse aus der Praxis und
Über 170 Unternehmen, Forschungseinrich- Wissenschaft präsentieren werden, und las-
tungen und Verbände arbeiten in Deutschlands sen Sie uns gemeinsam die nachhaltige Re-
größtem Bauforschungsprojekt C³ – Carbon volution im Bauwesen weiter vorantreiben.
Concrete Composite daran, mit Gewohn-
tem zu brechen und sich über die etablierten Wir wünschen Ihnen einen regen Austausch
Konventionen hinwegzusetzten. Unter der und konstruktive Gespräche mit den wich-
markenrechtlich geschützten Bezeichnung tigsten Akteuren der Carbon- und Textilbeton-
TUDALIT© finden sich Verbandsmitglieder, die branche.
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.
Peter Offermann Manfred Curbach
8 Foto © Sven Hofmann 9
CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Das Programm-Komitee
Gerhard Breitschaft Jürgen Feix Viktor Mechtcherine Luc Taerwe
Deutsches Institut Universität Innsbruck TU Dresden Universität Gent, Belgien
für Bautechnik Institut für Konstruktion und Institut für Baustoffe Department of Structural
Institutsleitung Materialwissenschaften Engineering
Arbeitsbereich
Massivbau und Brückenbau
Harald Budelmann Josef Hegger Peter Offermann Roy Thyroff
TU Braunschweig RWTH Aachen TUDALIT e.V. V. FRAAS
Institut für Baustoffe, Fakultät für Solutions in Textile GmbH
Massivbau und Brandschutz Bauingenieurwesen
Chokri Cherif Klaus Holschemacher Jens Ridzewski Udo Wiens
TU Dresden HTWK Leipzig IMA Material- Deutscher Ausschuss für
Institut für Textilmaschinen Lehrbereich Stahlbetonbau, forschung und Stahlbeton e.V.
und textile Hochleistungs- Brückenbau, Massivbau Anwendungstechnik
werkstofftechnik GmbH
Ralf Cuntze Michael Knipper Frank Schladitz
Hauptverband C³ – Carbon Concrete
der Deutschen Composite e.V.
Bauindustrie e.V.
Manfred Curbach Jan Knippers Mike Schlaich
TU Dresden Universität Stuttgart TU Berlin
Institut für Massivbau Institut für Tragkonstruk- Fakultät VI
tionen und Konstruktives Bauen Planen Umwelt
Entwerfen
Oliver Fischer Christian Kulas Werner Sobek
TU München solidian GmbH Werner Sobek
Lehrstuhl für Massivbau Stuttgart GmbH & Co. KG
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CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Der TUDALIT®-
Verband
Im September 2008 wurde durch die Der TUDALIT e.V. hat die folgenden ideellen ersten Allgemeinen bauaufsichtlichen Zu- Der TUDALIT e.V. ist Mitglied des Vereins C³ –
TUDAG die Marke TUDALIT vom Deutschen Verbandsziele: lassung für Verstärkung von Stahlbeton mit Carbon Concrete Composite. Die koordinier-
Patent und Markenamt in das Markenregis- • Aufbau einer starken Qualitätsmarke TUDALIT. Diese Zulassung wurde 2010 durch te Öffentlichkeitsarbeit und die gemeinsame
ter eingetragen. Unter der markenrechtlich TUDALIT® für baukonstruktive Produkte die TUDAG beim DIBt in Berlin beantragt, und Durchführung der 9. Carbon- und Textilbeton-
geschützten Bezeichnung TUDALIT soll die und Anwendungen von Textilbeton, nach Abschluss aller erforderlichen Nachwei- tage sind Ausdruck der engen Kooperations-
Herstellung und die Anwendung von Tex- • Unterstützung von Forschung und Weiter- suntersuchungen im Juni 2014 erteilt. beziehungen.
tilbeton auf der Grundlage vorgegebener entwicklung von Textilbeton in TUDALIT®-
Qualitätsstandards für die Komponenten Qualität,
des Verbundwerkstoffes, die Verfahren ihrer • Strategie zum Erlangen Allgemeiner bau-
Fertigung, die aus oder mit dem Verbund- aufsichtlicher Zulassungen,
werkstoff entwickelten und eingesetzten • Qualitätskontrolle lizensierter TUDALIT®-
Produkte, deren Herstellungsverfahren so- Produkte und -Anwendungen,
wie Verfahren zur Verstärkung und Instand- • Schutz der Marke vor Produktkopien,
setzung geschützt werden. • Tagungen und Weiterbildungsveranstal-
tungen.
Zur Unterstützung und Beschleunigung der
Anwendungen von Textilbeton durch Unter- Zum jetzigen Zeitpunkt hat der Verband 33
nehmen der gesamten Wertschöpfungsket- Mitglieder – Faser-, Textil- und Betonherstel-
te wurde am 26. Januar 2009 der Verband ler, Chemieunternehmen, Fertigteilhersteller
TUDALIT e.V. gegründet. und bauausführende Firmen sowie wissen-
schaftliche Einrichtungen.
Der TUDALIT e.V. führte bisher acht TUDALIT-
Anwendertagungen durch.
Um Studentinnen und Studenten sowie Ab-
solventinnen und Absolventen der einschlä-
gigen Fachrichtungen anzuregen, Ideen zur
Gestaltung mit dem neuen Werkstoff „Textil-
beton“ zu finden, lobte der TUDALIT e.V. in
diesem Jahr bereits den 9. Architekturwett-
bewerb TUDALIT 2017 aus. Der neue Werk-
stoff „Textilbeton“ wurde und wird so einem
breiten Interessentenkreis bekannt gemacht.
Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur
Etablierung von Textilbeton unter der Qua-
litätsmarke TUDALIT ist die Erteilung einer
Foto © Jörg Singer Foto © Thilo Schoch
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CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Das C3-Projekt
Das C³-Projekt ist das größte Bauforschungs- ten auf der C³-Plattform allen C³-Mitgliedern zur ger Bewehrungsstrukturen erfolgt im Vorhaben auf Basis der C³-Forschung möglich sind. Das
projekt in Deutschland, es besteht zum Au- Verfügung. Anfang 2016 startete die Phase V1 V2.4, im Vorhaben werden beanspruchungsge- Vorhaben V4.15 befasst sich mit Carbonbeton-
gust 2017 aus über 50 durch den Beirat zur „Beseitigung der Markteintrittsbarrieren“ mit rechte Carbonbewehrungsstrukturen und -stä- bewehrungselementen, also Bewehrung aus
Förderung empfohlenen Vorhaben. Diese den vier marktorientierten Vorhaben V1.1 Pro- be im Vorhaben V2.5 betrachtet. Neue Arten einer mineralischen Matrix mit Carbonfasern.
große Zahl an Forschungsvorhaben beschäf- duktion, V1.2 Normung, V1.3 Gesundheit und der brandbeständigen Beschichtung werden Das geplante Vorhaben V4.16 SpeedPull ist auf
tigt sich mit einem weiten Themenspektrum, V1.5 Recycling. Das Vorhaben V1.4 Aus- und im Vorhaben V2.6 mit dem Thema anorganisch die automatisierte Herstellung von Carbonbe-
von der grundlegenden Technologie bis hin Weiterbildung wurde zurückgestellt und soll gebundene Bewehrungsstrukturen betrach- wehrungsstäben mit nachträglich eingebrach-
zu marktrelevanten Fragen. An diesen Fra- in Verbindung mit den erarbeiteten C³-Ergeb- tet. Ein Gesamtsystem für die nachträgliche ter Profilierung ausgerichtet. Auch als sehr
gestellungen arbeiten mittlerweile über 170 nissen und durch die Unterstützung des Stra- Bauteilverstärkung wird in V2.7 erarbeitet. Die anwendungsorientiert kann V4.17 C³-Doppel-
Partner. Das C³-Projekt startete am 01.01.2014 tegieteam als „Wissenstransfer“ (WT) in der modulare Bauweise mit Carbonbeton speziell wandsystem angesehen werden. Hierbei soll
mit der Strategieentwicklung. Dieses Vorha- letzten Projektphase starten. Ebenfalls in 2016 für den Ingenieurbau wird im Vorhaben V2.9 die automatisierte Halbfertigteil Technologie
ben wurde im Juni 2015 mit der Erarbeitung gestartet ist die Phase V4 Explorative Themen umgesetzt. Ein wichtiges zu untersuchendes genutzt werden, um Carbonbeton Halbfertig-
eines Strategiekonzepts und der C³-Road- mit fünf Vorhaben V4.1 Multiaxiale Garnabla- Thema ist die Nachhaltigkeit und Umweltver- teilwände automatisiert zu realisieren. Das
map 2020 erfolgreich beendet. Im Jahr 2015 ge, V4.2 Vorspannung, V4.4 Alternative Binde- träglichkeit des Verbundmaterials Carbonbe- Vorhaben V4.18 fokussiert die Vorspannung
konnten die Basistechnologien mit vier Basis- mittel sowie V4.5 Faseroptische Sensorik. Das ton. Dies wird im Vorhaben V2.10 und V2.11 mit sofortigem Verbund für Halbfertigteile
vorhaben erforscht werden, die sich mit we- Vorhaben V4.3 Carbonheizung wurde durch ein erforscht. Um neben der technologischen und im Hoch- und Ingenieurbau, in V4.19 wird
sentlichen Fragestellungen zum Carbonbeton neues Vorhaben mit ähnlichem Schwerpunkt nachhaltigen auch die wirtschaftlichen Vorteile ein Parkhausdeckenplatten aus Carbonbeton
beschäftigten. Das Basisvorhaben B3 mit den und der Bezeichnung V4.14 Integration der und Nachteile zu beleuchten konnte das The- entwickelt Diese V4-Individualthemen ergän-
Schwerpunkten „Konstruktionsgrundsätze, Heizfunktion ersetzt, dieses startete im Som- ma „Wirtschaftlichkeit von Carbonbeton“ in ein zen die anwendungsorientierten Themen in
Sicherheits- und Bemessungskonzepte so- mer 2017. Parallel dazu laufen seit Mitte 2015 weiteres Vorhaben „W“ initiiert und seit dem V3 um weitere produktnahe und innovative
wie standardisierte Prüfmethoden“ konnten das Strategievorhaben S2 und das Innovati- 01.07.2017 gestartet werden. Als wichtiger Komponente und liefern den C³-Partnern eine
erfolgreich am 30.06.2016 beendet werden. onsmanagementvorhaben I erfolgreich. Diese Baustein der Vorhabenphase V3 „Anwendun- Möglichkeit der Umsetzung ihrer individuellen
Das Basisvorhaben B2 mit dem Schwerpunkt Vorhaben befassen sich mit der stetigen Wei- gen“ kann das Vorhaben V3.1 CUBE genannt Forschungsideen. Die Ausschreibung der In-
„Nachhaltige Bindemittel und Betone“ konnte terentwicklung und Anpassung der C³-Strate- werden. Der CUBE wird die in C³ erforschten ventionsthemen V3-I zielte auf neuartige An-
ebenfalls erfolgreich zum 31.08.2016 mit zwei gie und der Umsetzung eines kontinuierlichen Inhalte als Ergebnishaus bis 2020 umsetzen. sätze für die Carbonbetonforschung ab. Diese
großformatigen Demonstratorbauteilen – Dop- Innovationsprozesses im Sinne der C³-Zielstel- Darüber hinaus wurden die Themen Gesund- sollen drei Vorhaben als Machbarkeitsstudie
pel-T-Träger – beendet werden. Das Basisvor- lung. Im Frühjahr 2017 startete die Phase V2 heit und Marktzugang noch einmal aufgegrif- umgesetzt werden, das V-I.13 C³-Recycling
haben B1 mit dem Fokus auf „Beschichtungen „Technologieumsetzung“, hiermit werden auf- fen, um den Schritt in Richtung Markt weiter wird die Machbarkeit der Wiederverwendung
und Bewehrungsstrukturen für den Carbonbe- bauend auf den Basisvorhaben die weiterfüh- zu ebnen. Im Vorhaben V3.2 Gesundheit und von Recycling Carbonfasern (rCF) untersu-
tonbau“ wurde in seiner Laufzeit um weitere 3 renden Fragestellungen zur Carbonbetontech- Arbeitsschutz wird das Thema Gesundheit chen. In V-I.14 wird die Entwicklung und Vali-
Monate verlängert und endete am 31.01.2017. nologie intensiv untersucht. In der Phase V2 aus V1 – Abbau der Markteintrittsbarrieren als dierung des Querkraftbemessungsmodells für
Ergänzt wurden die Basistechnologien um das „Technologieumsetzung“ werden die Frage- wichtiger Baustein für die Akzeptanz von Car- Carbonbeton im Zentrum stehen und bei V-I.15
Basisvorhaben B4, welches sich mit der Multi- stellungen zum Dauerstandverhalten und zur bonbeton weitergeführt, um belastbare Aussa- InnoC3ycle wird die Schließung des Stoffkreis-
funktionalität von Carbonbeton näher beschäf- Dauerhaftigkeit von Carbonbeton in den Vor- gen zum Umgang mit dem Material zu erhal- laufes Carbonbeton für die vollständige Wie-
tigt, dieses Vorhaben wurde erfolgreich am haben V2.1 und V2.2 sowie das Themenfeld ten. Das Vorhaben V3.3 C32Market bildet eine derverwendung der anfallenden Materialien
31.12.2016 mit einer Exponate-Vernissage ab- Brandbeständigkeit im Vorhaben V2.3 intensiv Brücke zwischen Forschung und Wirtschaft. Es untersucht. Alle Vorhaben werden bis Projek-
geschlossen. Die Ergebnisse dieser Basisvor- erforscht, diese Vorhaben starten ab dem 2. wird untersucht welche Geschäftsmodelle für tende hilfreiche Ergebnisse für die Carbonbe-
haben stehen nun in Form von Ergebnisberich- Quartal 2017. Die Weiterentwicklung neuarti- die zukünftigen Carbonbeton Anwendungen tonbauweise liefern.
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VORTRÄGE
Synthomer ist aktives Mitglied des Tudalit/C³-Konsortiums 19
Leichter bauen – Zukunft formenAllgemeine bauaufsichtliche CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Zulassungen für Sandwichwände
und Fertigteilgaragen Für Textilbeton sind keine Normen und Regel-
werke verfügbar, so dass zum baupraktischen
Einsatz des Verbundwerkstoffes eine bauob-
den Ergebnissen ist es möglich die zulässige Be-
lastung der Garagentypen anzugeben.
jektbezogene Zustimmung im Einzelfall (ZiE) Im Zuge der für die abZ der Sandwichelemente
oder eine allgemeingültige bauaufsichtliche benötigten Prüfungen wurde die Vorsatzschale
Zulassung (abZ) notwendig ist. Am Institut für aus Textilbeton im Einzelnen und in Verbindung mit
Massivbau der RWTH Aachen University wur- dem neuartigen textilen Verbundgitter untersucht.
den im Auftrag der Firma solidian GmbH für Um die Tragfähigkeit der Vorsatzschale zu ermitteln,
die abZ von Textilbetonfertigteilgaragen und wurden Zugversuche und 4-Punkt-Biegeversuche
Sandwichelementen die erforderlichen Nach- an Textilbetonstreifen durchgeführt. Die Tragfähig-
weiskonzepte entwickelt und die zugehörigen keit des Gesamtsystems wurde an kleinformati-
Untersuchungsprogramme aufgestellt und gen Sandwichelementen überprüft. Um flexibel in
durchgeführt. der Wahl der Dicke und des Materials des Dämm-
stoffes zu sein, wurde der Großteil der Versuche
Sowohl Textilbetonfertigteilgaragen als auch Sand- ohne Dämmstoff und mit verschiedenen Verbund-
wichmodule mit einer textilbewehrten Vorsatz- gitterhöhen durchgeführt. Die kleinformatigen
schale und einem neuartigen, linienförmigen Ver- Sandwichelemente wurden auf ihre Zug-, Druck-,
bundgitter aus AR-Glas stellen zukunftsweisende Schub-, kombinierte Schub-Zug-, kombinierte
Anwendungen im Bereich der nicht-metallischen Schub-Druck- und zyklische Schubtragfähigkeit
Bewehrungen dar. Neben einer hohen Tragfähig- untersucht. Mit den Ergebnissen wurden anschlie-
keit und langen Lebensdauer können durch die ßend ein vereinfachtes Bemessungsverfahren und
dünnen Deckschichten Ressourcen und CO2 ein- ein computergestütztes Bemessungsverfahren
gespart und dadurch die Herstell- und Transport- entwickelt. Das Sandwichsystem wurde bereits
kosten reduziert werden. erfolgreich in mehreren Bauvorhaben eingesetzt,
ein weiteres Gebäude ist zurzeit in Planung.
Im Rahmen der Zulassungsversuche der Fertig-
teilgaragen wurde das Tragverhalten in einem um- Die vorgestellten allgemeinen bauaufsichtlichen
fangreichen Versuchsprogramm an diversen Klein- Zulassungen wurden von der Firma solidian GmbH
und Großkörpern sowie an zwei Garagenmodulen beim DIBt eingereicht und befinden sich zum aktu-
(Einzel- und Doppelgarage) untersucht. Die Gara- ellen Zeitpunkt noch im laufenden Verfahren. Un-
genmodule wurden als monolithisches Bauteil terstützt wurde die solidian GmbH durch das IMB
aus Wänden und Decke sowie Unterzügen im Be- der RWTH Aachen University, Knippers-Helbig
reich der Öffnungen durch die Kemmler Baustoffe GmbH, Kemmler Baustoffe GmbH und Fertigbau
GmbH hergestellt. Als Bewehrung dienen neben Wochner GmbH & Co. KG.
einer textilen AR-Glasbewehrung auch GFK-Be-
wehrungsstäbe der Firma solidian GmbH. Die Bo-
denplatte aus Stahlbeton ist über Verankerungsele-
Ann-Christine
mente mit den Textilbetonwänden verbunden und
von der Heid, M. Eng.
nicht Bestandteil der Zulassung.
und Arne Spelter, M. Sc.
studierten beide Bauinge-
In Versuchen wurden das Zug- (GFK- und textile Be-
nieurwesen und sind seit
wehrung) und Biegetragverhalten (textile Beweh-
ihrem Abschluss als wis-
rung) sowie die Tragfähigkeit der Rahmenecken,
senschaftliche Mitarbei-
die eine monolithische Verbindung zwischen den
ter am Institut für Mas-
Wänden und der Decke ermöglichen, an kleinfor-
sivbau (IMB) der RWTH
matigen Verbundkörpern untersucht. Weiterhin
Aachen University tätig.
wurden die Last-Verformungsverhalten der in den
Herr Spelter erforscht das
Wänden zur Verbindung mit der Bodenplatte einbe-
Dauerstandverhalten von
tonierten Ankerelemente sowie der 6,0 m langen
Textilbetonbauteilen wo-
Unterzüge im Bereich der Toröffnung ermittelt. Zur
hingegen der Fokus von
Verifizierung wurde abschließend das Gesamttrag-
Frau von der Heid auf dem
verhalten von Einzel- und Doppelgaragenmodulen
Tragverhalten von Fas-
mit Abmessungen von 6 x 3 x 2,6 m unter Wind-
sadenplatten und Sand-
und Schneelast bestimmt. Die Kurzzeitversuche
wichsystemen aus Textil-
wurden durch Dauerstandversuche zur Prognose
beton liegt.
der Tragfähigkeitsverluste der Bewehrung inner-
halb der Nutzungsdauer ergänzt. Basierend auf
20 Fotos © Institut für Massivbau der RWTH Aachen University 21Allgemeine bauaufsichtliche CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Zulassungen für Sandwichwände
und Modulbauten Für den Bau von Sandwichwänden mit texti-
ler Bewehrung steht jetzt ein solidian-System
mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung
gen hat. Ebenfalls ein nennenswerter positiver
Aspekt ist die Ressourcenschonung. Durch die
vom Deutschen Institut für Bautechnik erteilte abZ
(abZ) zur Verfügung. Damit ist eine Entwick- Z-71.3-39 können die Vorteile dieser Konstruktion
lung gelungen, die der gesamten Bauindustrie jetzt ohne rechtliche Hürden beim Bau von Sand-
den Markt für den reibungslosen Einsatz der wichfassaden eingesetzt werden. Erfolgreich und
neuen Technologie im Wand- und Fassadenbau eindrucksvoll wurden mit diesem System bereits
öffnet. Das Sandwichsystem bringt entschei- Sandwichfassaden der Gebäude Eastsite VIII, XI
dende wirtschaftliche und konstruktive Vortei- und XII in Mannheim mit Fassadenfläche von 1635
le und hat sich bereits in mehreren Gebäuden m² bis 2700 m² realisiert.
erfolgreich bewährt. Zudem befindet sich eine
weitere Zulassung für Fertiggaragen in der solidian hat neben dem Sandwichsystem eine
Endphase. weitere abZ für Fertiggaragen beantragt: Die
Wandstärke des Garagenmoduls beträgt nur
Der Querschnitt der Sandwichwand besteht aus 40–50 mm und ist nach oben konisch zulaufend.
einer konventionellen tragenden Innenschale aus Neben dem Vorteil der geringeren Abmessungen
Stahlbeton, deren Dicke nach den statischen Er- durch den Einsatz von textilbewehrtem Beton
fordernissen des Gebäudes (vertikale Lasten, schlägt vor allem der positive Aspekt beim Trans-
Knicken, Horizontallasten sowie Randeinspann- port der Garagen zu Buche: Das Gewicht von zwei
momente aus den Geschossdecken) nach DIN EN Garagen beträgt weniger als 23 t, damit können
1992 bemessen wird. Die Vorsatzschale wird mit weiterhin zwei Garagen zeitgleich trotz erlosche-
der gitterförmigen AR-Glas-Bewehrung solidian ner Sondergenehmigung für den Transport von
GRID Q121/121-AAE-38 bewehrt und kann da- Garagen befördert werden. Die Transportkosten
durch mit einer Dicke von nur 30 mm ausgeführt halbieren sich. solidian erwartet die abZ für die
werden. Vergleichbare Vorsatzschalen aus Stahl- Garagen noch 2017.
beton hätten eine Dicke von 80 mm bis 120 mm.
Verbunden werden die Innen- und Außenschale Die abZ für Sandwichwände wird den Fertigteil-
mit patentierten Schubgittern, die ebenfalls aus werken von solidian zur Verfügung gestellt.
epoxidharzgetränktem AR-Glas materialoptimiert
hergestellt werden. Die Verankerungstiefe in der
Innenschale beträgt dabei 25 mm. Durch die
Schubgitter werden Eigengewicht sowie Wind-
druck- und Windsoglasten der textilbewehrten
Vorsatzschale abtragen. Die Wärmedämmung
wird zur Lastabtragung nicht herangezogen, was
dem System eine zusätzliche Flexibilität bei der
Wahl der Wärmedämmung verleiht. In der abZ
sind Wärmedämmdicken bis zu 250 mm abge- Dr.-Ing. Christian Kulas
deckt. Das Einlegen der Wärmedämmung erfolgt ab 10/2013 Abteilungslei-
ohne aufwändige Bohrarbeiten. Durch die geringe ter „Textilbeton“, solidian
Wärmeleitfähigkeit des Materials werden so Käl- GmbH, Albstadt; Stati-
tebrücken nahezu komplett vermieden. sche Berechnungen von
Textilbetonbauteilen, An-
Das Bemessungsmodell ist in der abZ flexibel wendungsberatung Tex-
gehalten, sodass mit diesem System Fertigteile tilbeton, Vertrieb, F&E;
unterschiedlichster Geometrien (z. B. Rechteck, 12/13 Promotion zum
L-förmig, T-förmig) hergestellt werden können. Dr.-Ing. Thema „Zum
Die Gewichtseinsparung bei einem beispielhaften Tragverhalten getränkter
Element von 4 m x 3,50 m beträgt ca. 1130 kg im textiler Bewehrungselemente für Betonbauteile“
Vergleich zur herkömmlichen Stahlbetonbauwei- (Note sehr gut); 01/08–09/13 wissenschaftl. Mit-
se. Die wirtschaftlichen Vorteile der Sandwich- arbeiter Institut für Massivbau, RWTH Aachen
wand liegen damit auf der Hand: Zum einen wird 02/07–12/07 Tragwerksplanung Synaxis AG, Zürich
die Betonmasse reduziert, was mit einer Kosten- 03/05–08/06 Masterstudium konstruktiver
ersparnis besonders bei Architekturbeton verbun- Ingenieurbau, HTWG Konstanz; 11/04–02/05 Trag-
den ist. Zum anderen wird ein Gewinn an nutz- werksplanung Ingenieurbüro f. d. Bauwesen VSI,
und vermietbarer Fläche erzielt, was vor allem im Aachen; 09/98–10/04 Studium des Bauingenieur-
innerstädtischen Bereich vorteilhafte Auswirkun- wesens, FH Aachen
22 Fotos © solidian GmbH 23Bemessungskonzepte CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
für Neubauteile aus Carbonbeton
Das sichere Bauen mit Carbonbeton setzt ein chen können Kraft-Verankerungslängen-Diagram-
umfassendes Verständnis der grundlegenden me und Tabellen für die Bemessung bereitgestellt
Tragmechanismen voraus. Deshalb wird die werden. Für aktuelle Bewehrungsmaterialien ist
Anwendung bei Neubauteilen aktuell durch auch der pragmatische Ansatz einer konstanten
Forschungsinstitute begleitet. Für die Planer Verbundspannung analog zum Stahlbetonbau zu
fehlen ganzheitliche Bemessungskonzepte vertreten.
für Biegung, Querkraft, Verankerung und An-
schlüsse. Deren Bereitstellung wird eine ent- Die Bemessung für Querkraft bei Bauteile ohne
scheidende Hürde zur Anwendung der innova- Querkraftbewehrung ist analog zum neuen Euro-
tiven Bauweise beseitigen. code 2 anzupassen. Für Bauteile geringer stati-
scher Nutzhöhe mit Querkraftbewehrung existie-
Die langjährige Grundlagenforschung im Bereich ren insgesamt zu wenige Beispiele und Versuche,
Carbon- und Textilbeton ermöglicht das umfas- um ein Bemessungskonzept ableiten zu können.
sende Verständnis der Materialeigenschaften und Für höhere Bauteile können die bekannten Be-
des Tragverhaltens des innovativen Verbundwerk- messungskonzepte für FVK-Bügelbewehrung ver-
stoffs. Auch die neue Generation Forschender im wendet werden.
C³-Projekt beschreitet den Weg vom Materialver-
halten im Kleinen hin zu größeren Bauteilen und Die Erstellung einer Richtlinie für Carbonbeton
Bauwerken. Ganzheitliche Untersuchungen auf wird innerhalb von C³-V1.2 intensiv und umfas-
Bauteilebene werden nur selten vorgenommen. send vorbereitet und sollte nach Abschluss des
Ein Grund hierfür ist evident: Es existiert für Neu- Projektes zügig finalisiert werden. Offene Punkte,
bauteile noch kein nachvollziehbar dokumentier- wie die Bemessung von Neubauteilen mit texti-
tes Bemessungshilfsmittel im Sinne einer Richt- ler Querkraftbewehrung, müssen hierbei in den
linie oder Norm. Für den Anwender ist es somit Fokus gerückt werden, um ein ganzheitliches
kaum möglich, das breit gestreute Detailwissen Bemessungskonzept bereitstellen zu können.
aus der Literatur zu filtern und für die Bemessung Pragmatische Ansätze sind auf Basis der umfang-
zu nutzen. Deshalb wird bei aktuellen Zustimmun- reichen Grundlagenforschung möglich. Durch Ad-
gen im Einzelfall für Neubauteile eher auf die ver- aption von Nachweiskonzepten aus dem neuen
suchsgestützte Bemessung gesetzt als auf eine Eurocode 2 für Stahlbetonbau wird der Einstieg
vollständige Bemessung basierend auf bekannten in Carbonbetonbau für Anwender zukunftssicher
Materialeigenschaften und Tragmechanismen. Für ermöglicht. Die Veröffentlichung von Beispielbe-
klar definierte Einzelprodukte wie Fassadenplat- messungen für Neubauteile macht das Zusam-
ten oder Befestigungsmittel mag die Aufbereitung menspiel der notwendigen Nachweise für Dritte
von experimentell ermittelten Tragfähigkeiten in transparent.
Tabellen für den Nutzer sinnvoll sein. Für ein fle-
xibles Bauen mit nichtmetallischer Bewehrung
ist dieser Weg aber zu zeit- und kostenintensiv.
Basierend auf der Grundlagenforschung müssen
zukünftig transparente und pragmatische Bemes-
sungskonzepte für potentielle Anwender bereitge-
stellt werden.
Im Rahmen des BMBF-Vorhabens C³-V1.2 wird Jan Bielak, M.Sc.
derzeit an der Vorarbeit für eine Richtlinie für Car- Jan Bielak studierte Bau-
bonbeton gearbeitet. Hierbei wurden aus der Lite- ingenieurwesen und Wirt-
ratur bekannte Bemessungsansätze für Biegung, schaftswissenschaft an
Querkraft und Verankerung für aktuelle Materi- der RWTH Aachen. Nach
alkombinationen überprüft und konsolidiert. Die seinen Abschlüssen war
Biegung mit Normalkraft ist mittels der iterativen er bis 2015 als Tragwerks-
Bemessung unter Ansatz bekannter Materialpara- planer im Hochbau in
meter sicher möglich. Für Schalentragwerke und einem Ingenieurbüro in
dünne, über die Querschnittshöhe homogen be- Frankfurt tätig. Seit 2016
wehrte Bauteile ist eine Bemessung mit dem In- forscht er am Institut für
teraktionsdiagramm basierend auf experimentell Massivbau der RWTH Aachen im Bereich nicht-
ermittelten Stützpunkten empfehlenswert. Aus- metallische Bewehrung mit dem Schwerpunkt der
gehend von Pull-out-Versuchen zur Ermittlung des Prüf- und Bemessungskonzepte.
Verbundverhaltens bzw. Endverankerungsversu-
24 Foto © Jan Bielak 25Carbonbeton im kathodischen CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Korrosionsschutz – Anspruch,
Entwicklung und Umsetzung Die Koch GmbH setzt seit 2007 Systeme zum
kathodischen Korrosionsschutz von Stahl in
Beton ein. Es folgte eine eigene Forschungsab-
standsetzungen mit hohen Querschnittsergänzun-
gen, aussteifende Fugen- und Rissbereiche, druck-
verteilende Platten oder Erhöhungen des Hebels
teilung, welche mit Instituten und Universitä- auf der Deckenoberseite sind nur einige Beispiele.
ten wie der BAM (Berlin), dem IBAC (Aachen)
und dem KIT (Karlsruhe) Forschungsprojekte Grenzen werden dem System bei sehr großen
abwickelt. Neben dem KKS deckt die Abteilung Stahloberflächen und trockenem Beton aufgezeigt.
den gesamten Innovationsbereich der Bauche- Hier sollte Titan zum Einsatz kommen.
mie ab, wobei elektrochemische Aspekte und
die numerische Modellierung werkstoffspezifi- Die in Zusammenarbeit mit dem IBAC ermittel-
scher Prozesse im Vordergrund stehen. Als ers- ten Ergebnisse zeigen auf, dass alle von der Koch
te Eigenentwicklung wird seit 2012 der soge- GmbH entwickelten Mörtel-/Gewebekombinatio-
nannte KKS-Carbonbeton eingesetzt. nen für den KKS geeignet sind. Die Verwendung
von Acrylaten als Coating begünstigt die elek-
Bis vor 15 Jahren wurden Instandsetzungsmaß- trischen Eigenschaften gegenüber Epoxidharzen
nahmen mit chloridinduzierter Korrosion fast ebenso deutlich wie die Vergrößerung der Gewe-
ausschließlich nach dem Prinzip RCl der Instand- beoberfläche und -masse.
setzungsrichtlinie saniert. Dies bedeutete den voll-
ständigen Abtrag des belasteten Betons – meist Als Ziel sollten Mörtel-Gewebe-Kombinationen
mit Höchstdruckwasserstrahlen –, gegebenenfalls mit entsprechend geeigneter elektrischer Kontak-
Bewehrungsersatz und anschließend die Reprofi- tierung entwickelt werden, die für einen großen
lierung. Aufwendige Abstützmaßnahmen und lan- Anwendungsbereich im KKS hinsichtlich Bauteil-
ge Sperrzeiten waren unvermeidlich. feuchte, Bewehrungsgrad, Chloridgehalten und
Betonüberdeckung dauerhaft einsetzbar sind. Da-
Bei Bauwerken mit erhöhter Chloridbelastung bei sollen die statischen Eigenschaften auch nach
– aber noch akzeptablen Querschnittsverlusten – intensiver elektrischer Beanspruchung gleichblei-
wird immer häufiger der kathodische Korrosions- bend gesichert sein.
schutz eingesetzt. Die Wirtschaftlichkeit dieses
Schutzes ist meist vom erforderlichen Grad an Das Hauptaugenmerk lag darin, die Stromabgabe
Abtrag, Bewehrungsergänzung und Reprofilierung aus dem Gewebe in den Elektrolyten (Beton) und
abhängig. Als gängiges Anodenmaterial wird vor- bei den oben genannten Bedingungen so verlust-
wiegend mischmetalloxidbeschichtetes Titan ver- frei wie möglich zu gestalten, um eine Auflösung
wendet. Aber auch Carbonanoden kommen zum des Carbons sicher zu unterbinden. Die Kombi-
Einsatz. nation aus neuen Gewebetechniken, innovativer,
oxidationsarmer Kontaktierung sowie Mörteln mit
Durch die Verwendung von Carbonbeton als Ano- guten Leitfähigkeiten und geringen Übergangswi-
densystem für den KKS soll einerseits mit dem derständen ermöglichen dies. Hierfür galt es neue
Carbongewebe eine Flächenanode mit großer geeignete Prüfmethoden und Versuchsstände zu
Oberfläche und andererseits ein Bewehrungser- entwickeln.
satz erfolgen, der weitestgehend nur minimalinva-
sive Eingriffe in die Bauwerkssubstanz erforderlich
macht. Dipl.-Chem. Detlef Koch
Als geschäftsführender
Nachteilig ist hierbei, dass viele die Statik begüns- Gesellschafter der Koch
tigende Maßnahmen (Coating des Gewebes mit GmbH leitet Herr Koch
Epoxidharz oder Polymerzugabe beim Mörtel) sowohl den operativen
gleichzeitig zu einer Verschlechterung der elektri- Bereich, als auch die For-
schen Eigenschaften führen. Darüber hinaus liegt schungs- und Entwick-
ein Großteil der Entwicklungsarbeit in der elektri- lungsabteilung, mit der
schen Kontaktierung des Gewebes, da Carbon hin- Kernkompetenz im Be-
sichtlich seiner Oxidationsbeständigkeit nur gerin- reich der Sanierung von
geren Stromdichten ausgesetzt werden kann als Parkbauten. 2012 wurde
das meist verwendete Titan. eine F+E-Abteilung gegründet, die sich auf die
Entwicklung von Systemen für den Kathodischen
Der KKS-Carbonbeton ist für vielfältige Problem- Korrosionsschutz spezialisiert hat. Die Koch GmbH
stellungen der chloridinduzierten Korrosion eine versteht sich als wissenschaftsorientierte Hand-
wirtschaftliche und schnelle Lösung. Flächige In- werksunternehmung
26 Fotos © Detlef Koch 27Carbonbeton in der CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
Betoninstandsetzung
Seit fast 30 Jahren arbeitet die Koch GmbH im kombiniert wirken können (z. B. Bewehrungser-
Bereich der Betoninstandsetzung mit der Kern- gänzung und kathodischer Schutz im KKS-Carbon-
kompetenz im Bereich Parkbauten und seit beton). Probleme können im statisch relevanten
2007 spezialisiert auf den kathodischen Korros- Bereich auftreten, da man sowohl für den Anwen-
ionsschutz (KKS) von Stahl in Beton. 2012 folg- dungsfall der Bewehrungsergänzung bzw. Verstär-
te eine eigene Forschungsabteilung, welche kung, als auch für den Anodeneinbettmörtel eine
mit Instituten und Universitäten wie der BAM Zustimmung im Einzelfall durch die oberste Lan-
(Berlin), dem IBAC (Aachen) und dem KIT (Kar- desbaubehörde benötigt. Dies bedeutet einen ho-
lsruhe) Forschungsprojekte abwickelt. Neben hen Aufwand, spezielle Prüfungen und teilweise
dem KKS deckt die Abteilung den gesamten Funktionsgutachten. Aber auch außerhalb dieser
Innovationsbereich der Bauchemie ab, wobei Anwendungen finden sich vielfältige Möglichkei-
elektrochemische Aspekte und die numerische ten. Sicherlich durch einen Zukunftspreis gestärkt,
Modellierung werkstoffspezifischer Prozesse wirkt allein der Name Carbonbeton bei vielen Kun-
im Vordergrund stehen. Als erste Eigenent- den und Ingenieurgesellschaften bereits als Türen
wicklung wird der sogenannte KKS-Carbonbe- öffnendes Zauberwort.
ton eingesetzt, aber immer häufiger ergeben
sich auch Anwendungen für Carbonbeton in Die Firma Koch setzt den Carbonbeton in unter-
der Instandsetzung abseits des KKS. schiedlichsten Mörtel-/Gelege-Kombinationen ein.
Die für den spezifischen Anwendungsfall ideal
Die Geschichte der Betoninstandsetzung ist geeignete Kombination gilt es in Relation zu den
gleichzeitig eine Geschichte der Symptombe- Kosten auszuwählen. 2D- oder 3D-Varianten, ein-
kämpfung. Die Ursachen werden häufig nicht be- oder mehrlagig, EP- oder SBR-Coating, Gewicht
seitigt. Dies liegt einerseits daran, dass man auf und Maschenweite sind die wichtigsten Gelege-
Umwelteinflüsse wie CO2, Feuchtigkeit, Tempe- parameter. Als Mörtel kommen z. B. hochfeste
raturen, Chloride oder Frost nur bedingt Einfluss Eigenentwicklungen, Fließbeschichtungen, PPC-
nehmen kann und andererseits mechanisch sta- M3-Mörtel oder Spritzmörtel zur Anwendung. Bis-
tische Komponenten und Zwänge – wie dynami- her wurde der Carbonbeton im Bereich von Fer-
sche Lasten, Setzungen etc. – nicht abänderbar tigteilfugen, Stahlskelettverbundkonstruktionen,
sind. Folglich werden Abplatzungen beseitigt, Rissbereichen, Anschlussfugen, Bewehrungser-
Ausbrüche reprofiliert, Bewehrung ersetzt und ein satz und -ergänzungen, Betonierabschnittsfugen
Oberflächenschutz appliziert. Normen und Regel- und diversen KKS-Projekten eingesetzt. Als neu-
werke sehen meist nur die Wiederherstellung der estes Forschungsprojekt werden derzeit KKS-Car-
alten, konzeptionell oft unzureichenden Substanz bonbeton-Sheets für eine schnelle oder temporä-
vor, nicht aber – mal abgesehen von sehr hoch- re Brückeninstandsetzung entwickelt.
wertigen Beschichtungen – eine Verbesserung
oder Aufwertung. Im statischen Bereich kann
häufig nur durch eine Einschränkung der Lasten
ein schneller, neuerlicher Schaden vermieden
werden. Dies ist jedoch in Bereichen wie Industrie
oder Parkbauten kaum umsetzbar. Teilweise ge-
regelte Verstärkungsmaßnahmen wie Stahl- oder
CFK-Lamellen, Glasfaserverbundbewehrung, Zu- Dipl.-Chem. Detlef Koch
lage, Einkleben und Einschweißen von Stahl sind Als geschäftsführender
oft teuer, aufwendig oder wenig praktikabel. Die Gesellschafter der Koch
Fa. Koch GmbH entwickelt und konzeptioniert viel- GmbH leitet Herr Koch
fältige Anwendungsmöglichkeiten von Carbonbe- sowohl den operativen
ton in der Betoninstandsetzung und setzt diesen Bereich, als auch die For-
dort erfolgreich ein. schungs- und Entwick-
lungsabteilung, mit der
Die Aussteifung von Rissbereichen, Wiederher- Kernkompetenz im Be-
stellung zerstörter Bewehrung, Verstärkung un- reich der Sanierung von
zureichend bewehrter Bauteile, Herstellung einer Parkbauten. 2012 wurde
druckverteilenden Platte, multiple Rissverteilung eine F+E-Abteilung gegründet, die sich auf die
und der kathodische Korrosionsschutz von Stahl Entwicklung von Systemen für den Kathodischen
in Beton sind nur einige Einsatzmöglichkeiten. Korrosionsschutz spezialisiert hat. Die Koch GmbH
Charmant wird diese Art der Sanierung besonders versteht sich als wissenschaftsorientierte Hand-
dadurch, dass mehrere positive Eigenschaften werksunternehmung
28 Fotos © Detlef Koch 29Carbonbewehrter Beton CARBON- UND TEXTILBETONTAGE 2017
in extremer Geometrie
Die Firmengruppe Thaleck, gegründet im Ja- Aus über 370 einzelnen Formen wurden sehr fi-
nuar 1990, hat seit ihrem Bestehen über 27 ligrane, zwischen 2,0 cm und 3,0 cm dicke CEton-
Patente und Schutzrechte im Betonbau reali- Fertigteile gefertigt. Die Dimensionen mit bis zu
siert. So wurde bereits 2005 mit der Entwick- 8,0 m Länge und über 2,60 m Umfang waren
lung von Faserverbundmaterial begonnen, bis dahin nie zuvor realisiert worden. Das alles
was nach dreieinhalb Jahren zur Entwick- auf 2275 m Höhe, den Kräften der Natur ausge-
lung des CEton geführt hat. Das Wissen über setzt, war eine der größten Herausforderungen
CAD/CAM-Programmierung, 5-Achs-Fräsen in der 27-jährigen Geschichte der Firmengruppe
und Sonderschalungsbau wurde bereits in Thaleck.
der Konzeptionsphase für die Ausführung
der anstehenden Projekte von den Architek- Neues Mariinsky Theater in
ten genutzt. So hat man gemeinsam die für St. Petersburg/RUS
viele „nicht baubaren“ Projekte letztlich mit Das von den Architekten Diamond & Schmid aus
Einsatz und Ausdauer realisiert. Toronto geplante neue Mariinsky Theater wurde
äußerlich schlicht, als Kontrast zu den opulenten
ROCA LONDON GALLERY/UK Nachbargebäuden gebaut. Die Ansprüche an die
Die ROCA London Gallery ist das Ausstellungs- Akustik waren umso höher. In enger Zusam-
und Veranstaltungsgebäude des spanischen Sa- menarbeit mit dem Akustikplaner und Prüfzent-
nitärausrüsters ROCA, der Zaha Hadid mit der rum Müller BBM in München wurden die CEton-
Planung und Ausführung beauftragte. Sonderbauteile mit glatter Oberfläche, aber mit
intergrierten Akustik-Absorbern von der Firmen-
Die Firmengruppe Thaleck qualifizierte sich als gruppe Thaleck entwickelt. Nach erfolgreicher
einziger von über 50 Bietern für die Fertigung Testphase sind die bis zu 10 m² großen CEton-
der Sichtbetonelemente, der 3D-Gipswände Bauteile vor Ort montiert worden. Eine erste
und der aus glasfaserverstärktem Kunststoff Generalprobe wurde kurz vor Weihnachten 2012
(GFK) hergestellten Decken- und Wandbeleuch- mit der eingeladenen Stadtverwaltung durchge-
tungskörper. führt. Die offizielle Eröffnung erfolgte am 2. Mai
2013 durch Präsident Putin; seine Zufriedenheit
Die CEton Sichtbetonelemente waren in meh- war der Lohn für jeden einzelnen aus dem Team.
reren Achsen gekrümmt, hatten eine absolut
ebenmäßige und glatte, porenfreie Oberfläche
aufzuweisen und das im Design festgelegt Fu-
genbild war akkurat einzuhalten. Zur Eröffnung
im Oktober 2011 sagte Zaha Hadid: „Unsere Ar-
beit durchdringt die Architektur mit der Komple-
xität und Schönheit von Wasser vorgegebener
Formen“.
6. Reinhold Messner Mountain Museum/IT
Das ursprünglich als Aussichtsplattform auf dem Kruno Stephan Thaleck
Kronplatz in Südtirol entworfene Projekt wurde geb. Jan. 1963, Stukka-
durch die eingebrachten Ideen von Reinhold teur mit fortlaufender Wei-
Messner und Zaha Hadid letztlich zu einem be- terbildung, 1989 1. Patent
eindruckenden Museum, dessen Formenspra- Verankerungstechnik im
che und Bauteilgröße in der Realisierung neue Beton, 1990 Gründung
Maßstäbe setzte. B&T Bau & Technologie
GmbH, Weitere 15 Paten-
Die Erfahrung und bereits langjährige Zusam- te im Bereich Betonbau,
menarbeit zwischen der Firmengruppe Thaleck 1998 Gründung der Tha-
und dem Büro Zaha Hadid aus London hat sich leck Consulting GmbH,
letztlich bewährt. 1999 Patent mit Bayer AG für durchsichtige Schal-
haut CLAROLON, weitere 9 Patente im Bereich
Betonbau, 2005 Start Entwicklung CEton, 2009
Dozent an der FH Biberach MBA Studiengang,
2013 Gründung der CEton-GRC GmbH in Öster-
reich, 2017 Gründung der C3-Carbon Cement Com-
posite GmbH
30 Reinhold Messner Mountain Museum/IT · Foto © Kruno Stephan Thaleck 31ANZEIGE ANZEIGE
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vielen Jahren in zahlreichen Bauprojekten
eingesetzt. Mit Carbonbeton können nun auch
aufwändige Sanierungen und innovative
Neubauprojekte realisiert werden.
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